烃生成物 CH,CH2
氰氧化物 （OCN，HNCO）
N2O NOx 还原性气氛 氧化性气氛
氨类（NH3， NH2，NH，N）
NOx H
N2
1.1 NOx生成类型
热力型 燃料型 快速型
1.2 低NOx控制方法

低NOx控制的一次措施：控制NOx的生成
1）低NOx燃烧器
2）空气分级（二段燃烧） 3）燃料再燃（三段燃烧）
2.2 低氧燃烧技术
10 9 700 8 7
2#炉
800
NOx
600
6 5 4 3 2 1 0 9:36:10 10:02:50 10:29:30 10:56:10 11:22:50
500
400
300
O2
200
100
试验时间
NOx (mg/mg3, @6% O2)
氧量 (%)
2.2 低氧燃烧技术
N 2 O2 2 NO NO 1 O2 NO2 2
1.1 NOx生成类型
• 快速型氮： 在碳氢化合物燃料燃烧在燃料过浓时，由于燃料挥发物中
碳氢化合物高温分解生成的CH自由基可以和空气中氮气反应生
成HCN和N，再进一步与氧气作用以极快的速度生成。
1.1 NOx生成类型
• 燃料型氮：由燃料中氮化合物在燃烧中氧化而成。

低NOx控制的二次措施：将生成的NOx还原
4）SNCR炉内喷氨脱硝
5）SCR尾部烟气脱硝
1.2 低NOx控制方法
100
各种脱硝技术的脱硝效率
80%
NOx脱除效率 ％
80 40～70％ 60 30～50％ 40 30～40％
燃料再燃 控制NOx 空气分级 控制NOx
SNCR 控制NOx
SCR的 催化剂系统
煤燃烧中的氮化学
一次热解 二次热解 氧化 还原 碳黑氮 挥发分氮
原煤氮
HCN NH3 焦炭氮 残余焦炭氮
N2O NO
还原
N2
煤氮的反应路线取决于氮的赋存形态及其所处的反应环境!
1.1 NOx生成类型
空气中的氮 N2 烃生成物中 结合的氮
氰 （HCN，CN）
燃料氮的转化 杂环氮
再燃
NOx
生 成 和 破 坏 的 化 学 途 径
氧 量 对 和 热 效 率 的 影 响 （
Nm3/O2
2.2 低氧燃烧技术
某300MW贫煤锅炉氧量对NOx和热损失影响
2.2 低氧燃烧技术
低氧燃烧技术存在的问题： • 飞灰可燃物升高 • 锅炉热效率有可能下降 • 结渣、高温腐蚀、高温氧化等不利因素增加 • 壁温有可能超温
• 采用低NOx燃烧技术, 大部分在役老机组都有较大的减排空 间; • 近几年投运的新机组, 大多已采用了先进的低氮燃烧技术， 基本没有改造空间，但还可通过燃烧优化降低NOx排放。
2 低氮燃烧的调整技术
2.1 基本原理
2.2 低氧燃烧技术
2.3 分级配风技术
2.4 配煤掺烧技术
2.1 基本原理
• 低氮燃烧的基本原则：控制燃烧温度以减少“热力”型NOx 的生成，和（或）减少燃料氮与燃烧空气中氧的混合，通过形 成富燃区域将燃料NOx还原成N2，以减少“燃料”型NOx， 在煤热解完成后，再将二次风分级送入以完成焦炭燃烧。 • 安全稳定燃烧和减排NOx恰好构成了一对矛盾，现行各种低 NOx燃烧方法对炉内火焰稳定性和燃料的完全燃烧程度都有明 显不利的影响，因此选择合理的NOx控制措施必须兼顾燃烧经 济性和安全性的影响。
• 研究表明，煤中氮几乎全部以有机物的形式存在。形态主要
是吡咯型、吡啶型和季氮，其中吡咯型氮和吡啶型氮是煤中氮 的主要存在形式。
1.1 NOx生成类型
• 热力型氮：空气中氮在高温下氧化产生
O2 N 2O N O N 2 NO N N O2 NO O
在高温下总生成式为
2.3 分级配风技术
“火上风”喷口
α: 1.1~1.2
一次风煤粉 和二次风
α: 0.8~0.9
轴向空气分级燃烧
2.3 分级配风技术
600
NOx (ppm)(6% O2)
500 400 300 200 100 0 1.3 1.2 1.1 1 0.9 0.8 » ¼ Ò ¶ È ¼ É Õ Ç ø ¹ ý Á ¿ ¿ Õ Æ ø Ï µ Ê ý a1 N:1.0% N:1.15% N:2.6%
低氮燃烧及改造
广东电网公司电力科学研究院
目 录
1 低氮燃烧的必要性
1.1 NOx生成类型 1.2 低NOx控制方法 1.3 低氮燃烧必要性
2 低氮燃烧的调整技术
2.1 基本原理 2.2 低氧燃烧技术 2.3 分级配风技术 2.4 配煤掺烧技术
3 低氮燃烧改造
3.1 3.2 3.3 3.4 低NOx燃烧器 空气分级的燃烧器布置 烟煤锅炉低氮燃烧系统改造实例 无烟煤锅炉低氮燃烧改造要点
• 汽温可能超温或欠温
2.2 低氧燃烧技术
如何实现低氧燃烧： • 采用更细的煤粉细度 • 保证均匀的风粉分配 • 合理的配煤掺烧方案 实现方法：
通过燃烧优化试验，在经济性、安全性和低NOx 排放之间取得平衡，得到经济运行氧量曲线。
2.3 分级配风技术
（1）轴向空气分级燃烧 在燃烧器上方一定位置处开设一层或多层燃尽风喷口，将 助燃空气沿炉膛轴向分级送入炉内。在第一阶段，将供入炉膛 的空气量减少到总燃烧空气量的70%～75%左右，燃料先在贫 氧条件下燃烧。此时第一燃烧区内过剩空气系数α<1，降低了 燃烧区内的燃烧速度和温度水平。使燃料中的N在还原性气氛 中转化成NOx的量减少，而且将已生成的NOx部分还原，使 NOx排放量减少。在燃尽风喷口附近的第二燃烧区内，喷入的 空气与第一燃烧区内生成的烟气混合，剩余燃料在α>1的富氧 条件下完成燃烧过程。
低NOx 燃烧器
15～20％
燃尽风 主燃区
SCR 控制NOx
氨的 喷射系统 氨的 输送系统
20
0
空气分级 低NOx燃烧器 再燃
SNCR
SCR
氨的 储存系统
1.3 低氮燃烧的必要性
• NOx减排, 技术已不是障碍, 关键要选择适合自己的技术;
• 无论对于SCR或SNCR, 先采用低氮燃烧技术, 都可节约投 资和运行成本;
1.1 NOx生成类型
• 氮氧化物是化石燃料与空气在高温燃烧时产生的，包括NOx （一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2) )、氧化二氮(N2O)等。在氮 氧化物中，NO占有90%以上，二氧化氮占5%-10%。 • NOX按生成机理的不同分为三类：热力型 、快速型和燃料型， 其中燃料型占60%～ 95%。